汽輪機高壓缸體裂紋焊補工藝優(yōu)化研究.pdf

1、汽輪機是一種以蒸汽為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械功的旋轉(zhuǎn)機械。汽輪機的金屬部件主要工作在500℃以上的高溫條件下，由于結(jié)構(gòu)復雜，缸體厚度不均勻，工作時受力情況極為復雜，容易產(chǎn)生疲勞破壞、裂紋，焊接修復難度極大。 本課題對汽輪機高壓缸補焊時可能采用的三種不同焊接工藝方案進行了實驗研究。實驗用鋼管為與汽輪機高壓缸的成分、性能相近的12CrlMoVG珠光體耐熱鋼，三種補焊方案分別為：R317焊條電弧熱補焊、A132焊條電弧異質(zhì)半熱焊

2、和鎳基焊條電弧異質(zhì)金屬冷焊。按相關(guān)焊接工藝評定標準分別進行了試件焊接與接頭各項性能檢測。 為了考察補焊部位在長期高溫環(huán)境下使用時組織與性能的穩(wěn)定性，還對三類接頭進行了770℃×50小時的時效加熱處理，相當于缸體在540℃下運行10萬小時。對時效處理后的三類接頭進行了相同項目的性能檢測，并與時效之前的接頭進行了對比性分析。 研究結(jié)果表明，三類焊材所焊的接頭在焊態(tài)(或焊后去應力退火狀態(tài))下的焊接工藝評定試驗結(jié)果均符合相關(guān)合格

3、標準，但在時效加熱處理之后，三類接頭的組織與性能均發(fā)生程度不同的蛻變，尤其是采用A132焊條半熱焊的接頭彎曲試驗(包括面彎和背彎)因在熔合線部位開裂而導致工藝評定試驗不合格。 采用R317焊條熱焊法的接頭沖擊韌性較差，采用A132焊條半熱焊接頭熔合線附近的組織與性能在高溫使用過程中的穩(wěn)定性較差。同時這兩種方案都存在施工條件差、焊接變形難以控制等缺點，因此均不宜用于汽輪機高壓缸體的補焊。采用鎳基焊條冷焊法的接頭各項性能優(yōu)良，且具有